CustomSim Reliability Analysis 

ポストレイアウト寄生効果とデバイス信頼性の解析 

回路設計の総合的なサインオフ検証で回路の適切な動作を確保するには、スケマティック・ネットリストのシミュレーションを行うだけでは不十分です。 予測性の高い成功を実現するには、電源/グランドのバス配線と信号線における真のポストレイアウト効果を考慮し、微細なナノメーター・インターコネクトを破壊する可能性があるエレクトロマイグレーションに関して信頼性を確保する必要があります。 ゲート誘導体の薄型化、HCI(ホットキャリア注入)とNBTI(負バイアス温度不安定性)の劣化効果も考慮する必要があります。 CustomSimには、IRドロップ、電流密度、エレクトロマイグレーション、デバイス劣化など、デバイスレベルおよびインターコネクトの信頼性を解析する包括的な解析ツール群が用意されています。

 

現在の設計において、高コストなマスクの変更や製造のやり直しリスクを軽減するには、サインオフ・プロセスで寄生素子がタイミング、電源、信頼性に与える影響を考慮する必要があります。 これらの影響を正確に解析するには、配線RC成分をポストレイアウトで抽出し、バックアノテーションする必要があります。その配線RC成分は数億素子にのぼることもあり、従来のFast SPICEシミュレータの処理能力を容易に超えます。 CustomSimには、電源/グランドのバス配線のIRドロップの影響、信号線のインターコネクトのカップリング効果、エレクトロマイグレーションによる潜在的な信頼性劣化を解析する包括的な解析ツール群が用意されています。

MOS信頼性解析
繊細なナノメータ・トランジスタは、デバイス・チャネル内の高い磁場強度や高温、高周波のスイッチング動作などのストレスに長時間さらされています。 これらのストレスはデバイスの「経年劣化」を引き起こし、パフォーマンスを低下させ、その設計では動作寿命期間中に仕様を満たせなくなるという結果を引き起こします。CustomSimでは、業界標準のBSIM3およびBSIM4モデルに経年劣化効果を加えることが可能です。 CustomSimでは、ストレスを与える前後のシミュレーション結果を比較することによって、時間経過による性能劣化を測定することができます。

スタティック電源ネット抵抗解析
IRドロップ効果を測定するためのダイナミック・シミュレーションを実行する前に、電源/グランドのバス配線の抵抗成分を迅速にDC解析することで、バイアス不足やメタル配線の過小など潜在的なエラーを捕捉できます。 CustomSimは各外部電源パッドから内部ブロックの電源ピン間の抵抗成分を判別し、テキスト・レポートとGDSIIの抵抗マップを生成して、すべてのメタルおよびビアレイヤにおける電源/グランドのバス配線の抵抗成分をグラフィカルに可視化します。

電源ネット信頼性解析
CustomSimでは、電源/グランドのバス配線のIRドロップおよびエレクトロマイグレーションを解析する際に、インターコネクト抵抗の影響を考慮することができます。 独自の直接連結手法によりバックアノテーションされた寄生情報を含む詳細な回路シミュレーションを実行し、電源バス配線の電流成分をきわめて正確に測定します。 CustomSimは、組み込まれた圧縮および縮退アルゴリズムを使用することで、精度、キャパシティ、パフォーマンスを維持しながら数百万単位の寄生抵抗のシミュレーションを可能にします。

この独自手法では、ダイナミック・シミュレーションにて得られた正確な過渡電流波形を、縮退前の電源/グランド配線のIRドロップと電流密度の測定に使用します。 これよりやや精度が劣る電源ネット解析手法では、真のシリコン実装効果が得られるように、回路レイアウトに配置する前にセルをキャラクタライズすることによってIRドロップを概算します。 GDSIIによるグラフィカル出力により、レイアウト上で結果を重ね合わせて解析とデバッグに利用できます。

信号線信頼性解析
CustomSimは微細な信号線の電流密度を計算して、エレクトロマイグレーションに対する感度を判定します。 デザイン内に発生するジュール熱をモニタリングする際に必要となるRMS電流の計算を含め、双方向からの電流の流れを正確に考慮します。 結果はフィジカル表示用にGDSIIファイルで提供されます。 CustomSimは、接地キャパシタに加えて、レイアウトから抽出されたカップリングキャパシタを解析に考慮できます。 これにより、信号線のインターコネクトの電流の流れがきわめて高精度に測定できます。



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